Titaniumoxide en bismutvanadaat maken samen een goede anode die mogelijk water kan splitsen onder invloed van zonlicht, blijkt uit Californisch onderzoek in ACS Central Science.

De groep van Peidong Yang maakt nanodraden van titaniumoxide gedoteerd met tantaal om voor beter elektrontransport te zorgen in het titaniumoxide. Op de nanodraden verspreid zitten nanobolletjes van bismutvanadaat. Deze foto-anode moet uiteindelijk water splitsen in waterstof en zuurstof.

Titaniumoxide zelf is al vaker onderzocht om zijn foto-activiteit maar heeft een te grote bandkloof om efficiënt zonlicht op te vangen en chemische reacties mee uit te voeren. Bismutvanadaat daarentegen is pas recent naar voren gekomen. Het goedkope metaaloxide heeft naar verwachting veel potentie om water te splitsen met een bandkloof die goed valt in zichtbaar licht. Alleen is bismutvanadaat wel weer slechter in staat elektrische lading te transporteren. De foto-anode zelf moet uiteindelijk toepassing vinden in een foto-elektrochemische cel waarmee via zonlicht water wordt gesplitst in waterstof.

Peidong Yang kiest ervoor het beste van beide te gebruiken en de metaaloxides te combineren. Nanodraden van titaniumoxide met wat tantaal kunnen prima lading transporteren en het bismutvanadaat op de nanodraden kan de reactie uitvoeren en efficient licht opnemen. Door zowel de nanobolletjes als de nanodraden is er een groot contactoppervlak met het licht en het water.

In testopstellingen hebben de onderzoekers nog niet daadwerkelijk water geoxideerd maar de resultaten zijn volgens hen hoopvol. De foto-anode presteert beter dan titaniumoxide of bismutvanadaat afzonderlijk en de benodigde potentiaal van 1,23 volt voor wateroxidatie is ook bereikt. Wel verwachten de onderzoekers dat efficiëntie in het opvangen van licht beter kan als je het bismutvanadaat doteert met wolfraam of molybdeen.

Bron: American Chemical Society